何らかの原因による失敗もあります。故障の種類と因果関係

因果関係を分析する際には、システム要素の障害が主な研究対象となります。「要素の故障」の周囲にある内側のリング (図 4.1.2) に示されているように、故障は次の結果として発生する可能性があります。

1) 一次故障。

2) 二次的な故障。

3) 誤ったコマンド (開始された失敗)。

これらすべてのカテゴリの障害には、外側のリングに示されているさまざまな原因が考えられます。正確な故障モードが決定され、データが取得され、最終イベントが重大な場合、それらは次のようにみなされます。 初期不良 .

一次障害要素はそうでないものとして定義されています労働条件この要素、その原因はそれ自体にあり、実行する必要があります改修工事要素を動作状態に戻します。一次故障は、その値が設計範囲内の入力影響下で発生し、故障は要素の自然な経年劣化によって説明されます。材料の経年劣化（疲労）によるタンクの破裂は、一次故障の一例です。

二次故障- 要素自体が失敗の原因ではないことを除いて、プライマリと同じです。二次故障は、要素に対する以前または現在の過剰な応力の影響によって説明されます。

これらの電圧の振幅、周波数、持続時間は許容範囲外であるか逆極性である可能性があり、熱、機械、電気、化学、磁気、放射性などのさまざまなエネルギー源によって引き起こされます。これらの応力は、近隣の要素や環境、たとえば、気象（降雨、風荷重）、地質学的条件（地滑り、地盤沈下）、および他の技術システムからの影響によって引き起こされます。

二次故障の例としては、「過電圧ヒューズの作動」があります。電流」、「地震による保管容器の破損」。以前の過負荷により素子に不可逆的な損傷が生じる可能性があり、この場合は修理が必要となるため、電圧上昇の原因を除去しても素子が動作状態に戻ることは保証されないことに注意してください。

引き起こされた失敗 (間違ったコマンド)。オペレーターや保守担当者などの人々も、その行為によってコンポーネントに障害が発生した場合、二次障害の原因となる可能性があります。誤ったコマンドは、誤った制御信号または干渉によって要素が動作不能になることによって表されます (要素を動作状態に戻すには時々修理が必要です)。自発的な制御信号や干渉は、多くの場合何の影響 (損害) も残さず、その後の通常のモードでは、要素は指定された要件に従って動作します。誤ったコマンドの典型的な例は、「リレー巻線に電圧が自然に印加された」、「干渉によりスイッチが誤って開かなかった」、「セキュリティシステムの制御装置の入力での干渉により誤った停止信号が発生した」、「オペレーターが緊急ボタンを押さなかった」（緊急ボタンからの誤ったコマンド）。

多重障害（一般的な障害）同じ理由で複数の要素が失敗するイベントがあります。そのような理由には次のようなものが考えられます。

機器設計の欠陥（設計段階では特定されず、電気サブシステムと機械サブシステムまたは冗長システムの要素間の相互依存に起因する故障につながる欠陥）。

操作およびメンテナンスのエラー（不適切な調整または校正、オペレーターの過失、不適切な取り扱いなど）。

インパクト環境（湿気、塵、埃、温度、振動、エクストリームモード通常動作);

外部からの壊滅的な影響（洪水、地震、火災、ハリケーンなどの自然外部現象）。

共通の製造元 (同じ製造元が供給する予約済みの機器またはコンポーネントには、共通の設計または製造上の欠陥がある可能性があります。たとえば、製造上の欠陥は次のような原因で引き起こされる可能性があります) 誤った選択材質、設置システムのエラー、はんだ付けの品質が悪いなど）。

共通外部電源（共通のソースメインおよびバックアップ機器、冗長サブシステムおよび要素用の電源）。

不適切な操作 (不適切に選択された測定器のセット、または不適切に計画された保護措置)。

複数の故障の例は数多くあります。たとえば、いくつかの並列接続されたスプリングリレーが同時に故障し、それらの故障は共通の原因によって引き起こされました。メンテナンス中にカップリングが不適切に外されたため、2 つのバルブが取り付けられていました。間違った位置; 蒸気パイプラインの破壊により、配電盤の故障が一度に複数発生した。場合によっては、共通の原因によって冗長システムの完全な障害 (いくつかのノードの同時障害、つまり極端な例) が引き起こされるわけではありませんが、それほど深刻ではない一般的な信頼性の低下が発生し、障害が発生する可能性が高まります。システムノードの共同障害。この現象は、環境条件が非常に悪い場合に観察され、パフォーマンスの低下によりバックアップノードの障害が発生します。一般的に不利な状況の存在外部条件これは、2 番目のノードの障害が最初のノードの障害に依存しており、それとペアになっているという事実につながります。

一般的な原因ごとに、それが引き起こすすべての開始イベントを特定する必要があります。同時に、各共通原因の範囲、要素の位置、インシデントの発生時刻も特定されます。

一般的な原因の中には、範囲が限られているものもあります。たとえば、液体の漏れは 1 つの部屋に限定される可能性があり、他の部屋にある電気設備やコンポーネントは、これらの部屋が相互に連絡していない限り、漏れによって損傷することはありません。

信頼性と安全性の問題を開発するときに最初に考慮することが望ましい場合、障害は他の障害よりも重大であるとみなされます。障害の重大度を比較評価する場合、障害の影響、発生確率、検出の可能性、位置特定などが考慮されます。

技術対象と産業安全の上記の特性は相互に関連しています。したがって、オブジェクトの信頼性が不十分な場合、良好な安全指標はほとんど期待できません。

同時に、リストされたプロパティには独自の独立した機能があります。信頼性分析が、設定された制限内で（特定の動作条件下で）特定の機能を実行する物体の能力を検査する場合、産業安全を評価する際には、事故やその他の違反の発生と進展の因果関係が特定されます。これらの違反の結果を包括的に分析します。

エッセイ

規律によって

「技術システムの信頼性と人為的リスク」

このトピックにおいて：

「失敗の原因と種類」

導入

オブジェクトのより高い技術状態からより低い技術状態への移行は、通常、損傷や故障などのイベントの結果として発生します。オブジェクトの実際の状態と、新しい状態への移行に寄与する新たなイベントのセットには、いわゆるライフサイクル時間の経過とともに発生し、信頼性理論で研究されている特定のパターンを持つオブジェクト。損傷、故障などの概念を含みます。これらの概念を可能な限り十分に考慮してみましょう。

損傷とは、オブジェクトの保守可能な状態を維持しながら、そのオブジェクトの保守可能な状態を侵害することからなるイベントです。

失敗は、オブジェクトの動作状態の違反からなるイベントです。

故障や損傷に関しては、原因、症状、性質、結果などの基準が考慮されます。

故障基準は、故障の事実を立証することを可能にする兆候です。最も一般的な故障基準は、亀裂、調整、摩耗などです。

設備の故障の原因には、設計、製造、修理中の欠陥、運用規則や規制の違反、さまざまな種類の損傷、さらには自然な磨耗や経年劣化が考えられます。

物体の故障の兆候は、物体の非動作状態に特徴的な現象（油圧の低下、ノック音の出現、圧力の変化）に対する観察者の感覚への直接的または間接的な影響です。温度体制等。）。

故障（損傷）の性質は、故障の発生に伴う物体の特定の変化（断線、部品の変形など）です。

この作業では、失敗の分類、原因、結果を完全に検討してみます。

1. 失敗の概念

障害とは、システム機能の完全または部分的な喪失からなるイベントです。

障害は、指定された機能の実行における違反 (機能障害) または保守要員の資格不足に関連している可能性があり、その結果、システムが指定された機能を満足に実行できなくなります。障害は、システムパラメータまたは特性の変化に関連している可能性があります。主要な機能の 1 つが適切に実行されていません (パラメーターの失敗)。

2. 故障の分類と特徴

障害は、その性質や特徴、発生の瞬間に応じて分類できます。失敗の分類に移りましょう。

パラメータの性質に応じて、障害が発生するまでの変更は次のようになります。

突然の故障。

徐々に拒否。

他の失敗に関連して:

独立した失敗。

依存的な失敗。

可能であれば、障害発生後のその後の使用:

完全な失敗。

部分的な失敗。

障害の排除の性質により、次のようになります。

継続的な失敗。

自己修正障害 (障害または断続的な障害)。

外部症状の存在によると、次のようになります。

明らかな（明示的な）拒否。

隠れた（暗黙の）拒否。

発生により:

構造的な欠陥。

技術的な失敗。

運用上の失敗。

原産地の性質により:

自然な失敗。

人為的故障（意図的に引き起こされた）。

故障時までに:

テストの失敗。

慣らし運転期間の失敗。

通常の動作中の障害。

最後の運用期間の失敗。

3. 故障特性

徐々に（磨耗）障害は、1 つまたは別のプロセスが徐々に発生した結果として損傷が発生することを特徴とし、オブジェクトの出力パラメータが徐々に悪化します。

突然の故障不利な要因と、オブジェクトの認識能力を超えるランダムな外部影響の組み合わせの結果として発生します。突然の障害は、オブジェクトが動作状態から動作不能状態に突然移行するという性質によって特徴付けられます。

複雑な障害には、前の 2 つの障害の特徴が含まれています。

に 完全な拒否これらには、オブジェクトを本来の目的で使用できなくなる障害も含まれます (復元中のオブジェクトの場合は、復元が実行されるまで使用できません)。

部分的な故障- 障害の発生後、オブジェクトは本来の目的には使用できますが、効率が低下する場合、またはすべてではなく 1 つまたは複数の出力パラメータの値が許容範囲外である場合。

独立した障害- 他の故障またはオブジェクトの損傷によって引き起こされない故障。

依存障害- 他の故障または対象物の損傷に起因する故障。

永続的な障害- 復元（修理）によってのみ除去できる障害。

規制や自主規制による回復操作を行わずに排除できる障害は、自己解決型として分類されます。

クラッシュ- 自己修正型の障害または 1 回限りの障害。オペレーターのわずかな介入によって排除されます。

断続的な障害- 同じ性質の自己修正失敗が繰り返し発生する。

明示的な拒否 -使用に向けて物体を準備するとき、または意図された使用中に、視覚的に、または制御および診断の標準的な方法および手段によって検出される故障。

隠れた拒否- 視覚的にも、制御および診断の標準的な方法および手段によっても検出されないが、メンテナンスまたは特別な診断方法中に検出される障害。

ほとんどのパラメトリック障害は非表示として分類されます。

建設的な失敗- 確立された規則および（または）設計および建設基準の不完全または違反に関連する理由で発生した故障。

製造上の欠陥- 確立された製造または修理施設で行われる修理プロセスの不完全または違反によって発生した故障。

動作不良- 確立された規則および（または）動作条件の違反により発生した故障。

劣化故障- 確立されたすべての規則および (または) 設計、製造、および操作基準の遵守を条件とする、経年劣化、磨耗、腐食、疲労の自然プロセスによる故障。

人為的故障は、たとえば研究目的、機能を停止する必要があるなどの目的で、意図的に引き起こされます。

人間の指示された行為 (または自動装置) の結果として発生を意図的に組織化することなく発生した故障は、自然故障として分類されます。

失敗の原因と結果

障害の原因は、指定された機能の実行における違反 (機能障害) または保守要員の資格不足に関連している可能性があり、その結果、システムが指定された機能を満足に実行できなくなります。障害は、システムパラメータまたは特性の変化に関連している可能性があります。主要な機能の 1 つが適切に実行されていません (パラメーターの失敗)。また、物体の故障の原因には、設計、製造、修理中に発生した欠陥、運用規則や規制の違反、さまざまな種類の損傷、さらには磨耗や経年劣化などの自然な過程が考えられます。

発生段階に基づいて、欠陥は 3 つのグループに分類できます。

設計上の欠陥（エラー）。これには以下が含まれる場合があります。

振動保護が不十分。

増加した電圧の存在。

材料の選択が間違っている。

予想される運用負荷レベルの誤った決定。

製造上の欠陥。これらには次のものが含まれます。

加工欠陥。

はんだ付けの欠陥。

熱処理の欠陥。

組み立て上の欠陥。

動作不良。これには以下が含まれる場合があります。

利用規約の違反。

不適切なメンテナンスと修理。

過負荷および予期しない負荷の存在。

低品質の作動材料の使用。

また、失敗の理由は次のとおりです。

設備の欠陥や不適切な設計によって引き起こされる構造上の欠陥。

技術の不完全性または違反による物体の製造エラーに関連する生産失敗。

運用ルール違反による運用障害。

排除の性質。

継続的な失敗。

断続的な障害 (表示/非表示)。

障害の結果には、障害後に発生した現象、プロセス、およびイベントと直接の因果関係 (エンジン停止、技術的理由による強制ダウンタイム) が含まれます。

拒否の結果は次のとおりです。

簡単に失敗する (簡単に修正できる)。

中程度の障害 (隣接ノードの障害を引き起こさない - 二次障害)。

重大な障害（二次的な障害を引き起こす、または人の生命や健康への脅威につながる）。

オブジェクトのさらなる使用:

完全な障害が発生し、それが解消されるまで施設の稼働が妨げられる。

部分的な障害。オブジェクトが部分的に使用できる場合。

修復不可能なオブジェクトの基本的な信頼性指標

回復不可能なオブジェクトは、障害の結果として回復できないオブジェクトです。

故障のない動作の確率は、動作制限時間内にオブジェクトの故障が発生しない確率です。実際には、この指標は統計的評価によって決定されます。

どこ いいえ- テストのために置かれた（管理下にある）類似のオブジェクトの数。テスト中に、障害が発生したオブジェクトは復元されず、保守可能なオブジェクトと置き換えられません。

n(t)- 時間の経過に伴う失敗したオブジェクトの数 t.

故障のない動作の確率の定義から、この特性は時間の関数であり、減少関数であり、1 から 0 までの値を取ることができることは明らかです。

オブジェクトが故障なく動作する確率のグラフ

グラフからわかるように、関数は P(t)時間の経過に伴う信頼性の変化を特徴づけており、かなり明確な評価です

場合によっては、失敗のない動作の確率ではなく、失敗の確率を使用することが現実的です。 Q(t)。操作性と故障は相容れない相反する状態であるため、それらの確率は次の関係によって関係付けられます。

P(t) + Q(t) = 1。(2)

確率論の法則によれば、故障のない動作の確率は次の式で求められます。

(3)

どこ f(t)- 確率密度 (分布法則による)。

したがって、確率密度を知ると、 f(t)、目的の値を簡単に見つけることができます P(t)。

間の接続 P(t)、Q(t)、f(t)図 3 に示すように解釈できます。

故障のない動作の確率と故障の確率のグラフによる解釈

故障回復不能稼働時間トラブルフリー

時間 (時間、年単位) が常に動作時間として使用されるわけではないことに注意してください。たとえば、スイッチング回数が多いスイッチングデバイスが故障なく動作する確率を評価するには、「オン」 - 「オフ」サイクルの数を可変動作時間として取得することをお勧めします。滑り接点の信頼性を評価する場合、パンタグラフがこの接点を通過する回数を動作時間として取得する方が便利です。また、移動物体の信頼性を評価する場合は、動作時間をキロメートル単位で取得することをお勧めします。数学的評価式の本質 P(t)、Q(t)、f(t)ただし、変化はありません。

平均故障時間は、オブジェクトが最初の故障に至るまでどのくらいの時間持続するかを数学的に期待したものです。 T1.

(4)

したがって、故障までの平均時間は、故障のない動作確率曲線によって形成される面積に等しくなります。 P(t)そして座標軸。

平均故障時間の統計的推定値は、次の式で求められます。

どこ いいえ- 操作可能な同じタイプの回復不可能なオブジェクトの数 t = 0(テストの開始時);

t j- 失敗まで実行 j- 番目のオブジェクト。

定義の場合と同様に、 P(t)故障までの平均時間は、時間 (年) だけでなく、サイクル、キロメートル、その他の単位でも評価できます。

故障率は、オブジェクトの故障の条件付き確率密度であり、考慮された時点より前に故障が発生しなかった場合に決定されます。確率的定義から次のことがわかります。

(6)

故障率の統計的評価は次の形式になります。

(7)

どこ n(Δ と）- 間隔Δにおける同様のオブジェクトの失敗の数 t 𝑖 、故障率が決定されます。

N 平均 𝑖 - 間隔の中央にある操作オブジェクトの数 Δ t 𝑖 (図 4 を参照)。

(8)

決定のスキーム N 平均

N 𝑖 +1 - 間隔Δの終了時の操作オブジェクトの数 t 𝑖 .

故障率を統計的に評価するときに、実験時間を十分に大きな数の同一間隔 Δ に分割するとします。 t長期間にわたって実験データを処理した結果は、図 5 に示すグラフになります。

物体の寿命曲線

ほとんどのオブジェクトの信頼性解析からの多数のデータが示すように、線形化された一般化依存性 λ(t) は 3 つの特性区間 (I、II、III) を持つ複雑な曲線です。区間 II (t 2 - t 1) では、λ = 定数です。この間隔は、施設の通常の運用に関連して 10 年を超える場合があります。間隔 I (t 1 - 0) は、要素の慣らし期間と呼ばれることがよくあります。この値は、内部欠陥のある要素が生産バッチから即座に除去される製造工場での要素の排除の組織レベルに応じて増減する可能性があります。この期間の故障率の大きさは、複雑なデバイスの回路の組み立ての品質、設置要件の遵守などに大きく依存します。負荷がかかった状態で組み立てられた回路を切り替えると、欠陥のある要素が急速に「焼き切れ」、しばらくすると回路内には使用可能な要素だけが残り、その動作は λ = const に関連付けられます。区間 III (t > t 2) では、経年劣化、磨耗、腐食などの自然プロセスによって引き起こされる理由により、故障率が急激に増加し、劣化故障の数が増加します。 λ = const を確実にするためには、修理不可能な要素を、保守可能な新しい要素、または時間 t ≤ t 2 にわたって機能する機能的な要素と交換する必要があります。間隔 λ = const は、故障のない動作の確率分布の指数モデルに対応します。ここで、l = const を使用すると信頼性の計算が大幅に簡略化され、要素の信頼性の初期指標として λ が最もよく使用されることに注意してください。

ガンマパーセント故障までの時間は、オブジェクトの故障が確率 γ で発生しない動作時間であり、パーセンテージで表されます。それ以外の場合、これは、このタイプのオブジェクトのガンマパーセントが持つ故障までの最小時間です。通常はγ=100%となります。

結論

上記のすべてから、失敗はあらゆるテクノロジーに不可欠な部分であると結論付けることができます。すべてのものには使用期限があります。遅かれ早かれ、部品の磨耗、変形、劣化などが起こり、機器の全部または一部が使用できなくなります。このイベントは通常、失敗と呼ばれます。次に、この失敗は、より現代的なテクノロジーの開発の推進力となります。

参考文献

1. 技術システムの信頼性: ハンドブック。 / Yu.K. ベリャエフ、バージニア州ボガティレフ、V.V. ボロチン。エド。 I.A. ウシャコワ - M.: ラジオと通信 1985

技術システムの信頼性。ボブロフ V.I. チュートリアル- モスクワ: MGUP、2004

GOST 27.002-89「技術の信頼性。基本的な概念、用語、定義」

故障の分類

にカテゴリー：

機械の技術的な操作

故障の分類

障害の分類の基礎は、発生の性質と障害に至るプロセスの特性です。障害は突然発生する場合もあれば、徐々に発生する場合もあります。

突然の障害は、オブジェクトの品質を決定する 1 つ以上のパラメータが突然変化したときに発生します。このような変化は、不利な要因の組み合わせの結果です。突然の故障は、機械的負荷が設計値を超えて増加した場合、動作条件が満たされていない場合、隠れた技術的欠陥がある場合、潤滑剤の供給が停止された場合などに発生する可能性があります。この場合の性能の損失は、前兆もなく突然発生します。破壊の。

段階的な障害は、1 つまたは複数のオブジェクトパラメータが段階的に変化するために発生します。その主な理由は、部品の磨耗と自然な老化プロセスです。段階的な失敗の前には、それを予測できるさまざまな直接的および間接的な兆候が現れます。

突然の故障と徐々に故障することに基本的な違いはありません。突然の故障は、ほとんどの場合、継続的ではあるが観察者の目からは隠されている経年変化の結果であり、これはオブジェクトの初期パラメータを悪化させます。したがって、疲労応力が徐々に蓄積すると、突然の故障が発生します。

その結果に応じて、失敗は依存的なものと独立的なものに分けられます。依存障害は、別の部品の障害によって発生します。依存故障の例としては、バルブの破損によるピストンの故障があります。独立した故障は、問題の製品の他の部分の故障には依存しません。

発生原因に応じて、障害は構造障害、生産障害、運用障害に分類されます。構造的欠陥は、物体の確立された規則および（または）設計基準の不完全性または違反によって生じる欠陥です。確立された製造プロセスまたは修理施設で行われる修理プロセスの不完全または違反によって生じる故障は、製造上の故障と呼ばれます。運用上の失敗とは、施設の確立された規則および（または）運用条件の違反に起因する失敗です。

失敗の瞬間は常にランダムであり、その理由は物理的な性質によって異なります。突然の失敗と段階的な失敗があります。もし興味があれば自動駐車、ウェブサイト 3390017.ru にアクセスすることをお勧めします。

突然の故障。 1 つ以上のマシン状態パラメータの突然の変化を特徴とする故障は、突然と呼ばれます。通常、外部条件の予期せぬ変化や影響によって引き起こされます。ほとんどの場合、これらは機械の作動部分への異物の侵入、衝突、不適切な制御によるジャークなどによる過負荷です。突然の故障は、期間に関係なく同じ確率で発生する可能性があります。前の作品機械、つまりその耐用年数。

徐々に失敗する。 1 つまたは複数のマシン状態パラメーターの段階的な変化を特徴とする障害は、段階的障害と呼ばれます。その原因としては、部品内で発生するさまざまなプロセス（摩耗、腐食、疲労損傷の蓄積など）が考えられます。機械の以前の動作期間が長くなるにつれて、段階的な故障が発生する可能性が高くなります。

予期せぬ外部の影響や段階的なプロセスの結果、接続や部品に欠陥が発生します。つまり、製品が規制や技術文書で定められた要件を満たしていません。

部品の接続部分に欠陥がある。欠陥の分類を図で示すことができます（図2）。

剛性の低下。ジョイントや接続部では、ネジやリベットによる接続が弱くなり、剛性が低下します。メンテナンス中は、締結具を叩いて確認し、技術要件で指定された力で適時に締め付ける必要があります。

連絡が途絶える。この欠陥は、接続される部品の表面の接触面積が減少するために発生します。その結果、接続の気密性が失われ、衝撃荷重が増加し、摩耗プロセスが加速されます。

部品の取り付け不良。これは接続における最も一般的な欠陥であり、クリアランスの増加または干渉の減少に起因します。

次元連鎖の侵害。この欠陥は、同軸度、直角度、平行度などの変化を特徴とし、部品の加熱、負荷の増加、変化を引き起こします。幾何学的形状、部品の破壊。

部品の欠陥。欠陥の分類を図で示すことができます（図3）。

着る。可動ジョイント内の部品の摩擦中に固体の表面から材料が破壊および除去されるプロセスは、摩耗と呼ばれます。機械的摩耗、腐食機械的摩耗、ジャミングは区別されます。

機械的摩耗は、機械的応力の結果として発生します。最も一般的なもので、次のような種類が考えられます。

研磨剤 - 自由または固定状態の固体粒子の切断または引っ掻き作用の結果として。
侵食性 - 液体またはガスの流れにさらされた場合。
ウォータージェット（ガス研磨剤） - 液体（ガス）中に懸濁した固体粒子の作用の結果として。
疲労 - 表層材料の微小体積の繰り返し変形中の疲労破壊の結果として。
キャビテーション - 液体に対する固体の移動中の水浸食摩耗。

腐食機械的摩耗は、材料と環境との化学的または電気的相互作用を伴う機械的作用の結果として発生します。腐食機械的摩耗の種類:

摩耗に主な影響を与える酸化性化学反応酸素または酸化環境を含む材料。
フレッチング腐食 - 小さな相対振動運動中の接触体の摩耗。

ジャミング時の摩耗は、材料のセット、深い引き裂き、ある摩擦面から別の摩擦面への移動、およびその結果生じる嵌合面上の凹凸の影響の結果として発生します。

磨耗は磨耗の結果です。

沈殿物と沈殿物。欠陥としては、油、燃料、水の汚染生成物がワニス、すす、樹脂、スケールなどの形で部品の表面に堆積した結果として発生します。堆積物は熱伝達モード、形状、サイズの変化を引き起こします。部品の破損により、接続部や組立部品ユニットの性能が損なわれます。

予防措置 - 燃料補給前の材料の徹底的なろ過、予備の燃料の沈殿、メンテナンス中の堆積物の除去、機構の空洞の気密性の回復。

変形と破壊。これらの欠陥は、部品がトルク、動的負荷、および衝撃に長時間さらされると発生します。高温、ねじれ、曲がり、反り、潰れ、塑性変形、疲労破壊、破損、亀裂につながります。

部品の材質特性を変更します。このプロセスは、温度（表面硬度の変化）、周期的負荷（スプリングやスプリングの弾性の喪失）、化学変化（バッテリープレートの硫化、ゴム部品の硬化）などの影響下で発生します。

腐食自由表面。環境との物理的および化学的相互作用による材料の自然発生的かつ不可逆的な破壊は腐食と呼ばれます。主な予防策は、保護コーティング（クロムメッキ、ニッケルメッキ）の塗布、表面の塗装、防止剤の使用です。

機械の外面を保護するために、IM 防止剤 (5 ～ 7%) を含む使用済みオイルが塗布されます。エンジンシリンダーとエアシステムはIP阻害剤を使用して保存されます。冷却システムは、温度 50 ～ 60 °C の軟水に 1% を溶解した IW 抑制剤で保存されています。この水をシステムに 5 分間注ぎ、排水します。

部品の許容寸法と最大寸法。可動接続部、たとえば「シャフトブッシュ」タイプが磨耗すると、穴のサイズが大きくなり、シャフトが小さくなります。摩耗の性質は通常、図 4 に示す曲線に従います。曲線の最初のセクションは慣らし運転期間 (部品のサイズの加速変化、つまり摩耗) を特徴づけ、2 番目のセクションはその期間を特徴付けます。通常動作、3つ目は緊急着用の期間です。

サイズを制限します。直線摩耗セクションから曲線摩耗セクションへの移行点、つまり緊急摩耗ゾーンでの摩耗は限界摩耗と呼ばれます。つまり、経済的または技術的指標の許容できない低下により、部品のさらなる操作が不可能または非実用的になります。このような磨耗が生じた部品のサイズを限界と考え、そこから部品の限界状態を決定します。限界状態までの動作時間は、全耐用年数 T p に相当します。

部品の最大サイズは、経済性、品質、技術的な基準に基づいて設定されます。

経済基準は、動力の損失、生産性の低下、燃料消費量の増加、潤滑などの経済指標の最大の減少によって決定されます。

定性的基準を使用する場合、農業技術的要件（種子の配置の深さ、穀物の破砕率など）からの農業作業の品質の逸脱が考慮されます。

この技術基準は、摩耗が急激に加速することを特徴としており、事故につながる可能性があります。

修理の際、使用済み部品を再利用できるかどうかは、許容サイズによって決まります。

許容サイズは、部品の残存耐用年数がオーバーホール間隔 T m 以上であるという条件から設定されます。許容摩耗 Id を求めるには、を考慮する必要があります。曲線上の点 c からのオーバーホール間の時間 T m の値 (図 4 を参照)。点 c は許容摩耗に対応し、d のサイズが大きいか小さい場合、部品は修理中に拒否されます (シャフトの場合）許容範囲を超えています。

機械の技術的状態の管理。稼働中、機械の技術的および経済的パフォーマンスは低下します。設定された制限内に維持するには、機械の技術的状態を管理する必要があります。つまり、パラメータを測定し、許容値または制限値と比較し、残存寿命を決定し、修理およびメンテナンス活動の種類と量を割り当て、保守作業を行う必要があります。これらの作品を出してください。

メンテナンスおよび修理作業は、計画を立てたり、厳密に規制したり、時間制限なくリクエストに応じて実行したりできます。

3 つのメンテナンスおよび修理戦略が確立されています。オンデマンド (障害後)。規制されています（動作時間に応じて）。状態に応じて（定期的な監視 - 診断付き）。最後の 2 つの戦略は予防的なものです。

定期的または継続的に監視しながら、状態に基づいて修理およびメンテナンス活動を実行することが最も効果的です。この戦略により、メンテナンスと修理にかかるコストを最小限に抑えながら、マシンの信頼性を最大限に高めることができます。

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規律によって

「技術システムの信頼性と人為的リスク」

「失敗の原因と種類」

導入

オブジェクトのより高い技術状態からより低い技術状態への移行は、通常、損傷や故障などのイベントの結果として発生します。オブジェクトの実際の状態と、新しい状態への移行に寄与する新たなイベントのセットは、時間の経過とともに進行し、信頼性理論で研究される特定のパターンを持つオブジェクトのいわゆるライフサイクルをカバーします。損傷、故障などの概念を含みます。これらの概念を可能な限り十分に考慮してみましょう。

損傷とは、オブジェクトの保守可能な状態を維持しながら、そのオブジェクトの保守可能な状態を侵害することからなるイベントです。

失敗は、オブジェクトの動作状態の違反からなるイベントです。

故障や損傷に関しては、原因、症状、性質、結果などの基準が考慮されます。

故障基準は、故障の事実を立証することを可能にする兆候です。最も一般的な故障基準は、亀裂、調整、摩耗などです。

物体の故障の兆候は、物体の動作不能状態に特徴的な現象 (油圧の低下、ノックの出現、温度の変化など) に対する観察者の感覚への直接的または間接的な影響です。

故障（損傷）の性質は、故障の発生に伴う物体の特定の変化（断線、部品の変形など）です。

この作業では、失敗の分類、原因、結果を完全に検討してみます。

1. 障害の概念

障害とは、システム機能の完全または部分的な喪失からなるイベントです。

2. 故障の分類と特徴

障害は、その性質や特徴、発生の瞬間に応じて分類できます。失敗の分類に移りましょう。

1. 障害が発生するまでのパラメータ変更の性質に応じて、次のようになります。

突然の失敗。

徐々に撤退。

2. 他の障害に関連して:

独立した失敗。

依存性の失敗。

3. 可能であれば、障害発生後のその後の使用:

完全な拒否。

部分的な拒否。

4. 障害除去の性質上、次のようになります。

継続的な失敗。

自己修復型の障害 (障害または断続的な障害)。

5. 外部症状の存在に応じて：

明らかな（明示的な）拒否。

隠された（暗黙の）拒否。

6. 発生により:

構造上の欠陥。

技術的な失敗。

運用上の失敗。

7. 原産地の性質により:

自然故障。

人為的故障（意図的に引き起こされたもの）。

8. 障害発生時期に応じて：

テストの失敗。

慣らし運転の失敗。

通常動作中の障害。

最後の期間の運用の失敗。

3. 故障特性

複雑な障害には、前の 2 つの障害の特徴が含まれています。

独立した障害- 他の故障またはオブジェクトの損傷によって引き起こされない故障。

依存障害- 他の故障または対象物の損傷に起因する故障。

永続的な障害- 復元（修理）によってのみ除去できる障害。

規制や自主規制による回復操作を行わずに排除できる障害は、自己解決型として分類されます。

クラッシュ- 自己修正型の障害または 1 回限りの障害。オペレーターのわずかな介入によって排除されます。

断続的な障害- 同じ性質の自己修正失敗が繰り返し発生する。

明示的な拒否- 使用に向けて物体を準備するとき、または意図された使用中に、視覚的に、または制御および診断の標準的な方法および手段によって検出された故障。

ほとんどのパラメトリック障害は非表示として分類されます。

建設的な失敗- 確立された規則および（または）設計および建設基準の不完全または違反に関連する理由で発生した故障。

製造上の欠陥- 確立された製造または修理施設で行われる修理プロセスの不完全または違反によって発生した故障。

動作不良- 確立された規則および（または）動作条件の違反により発生した故障。

人為的故障は、たとえば研究目的、機能を停止する必要があるなどの目的で、意図的に引き起こされます。

人間の指示された行為 (または自動装置) の結果として発生を意図的に組織化することなく発生した故障は、自然故障として分類されます。

失敗の原因と結果

GOST 15467-79 によれば、障害は欠陥によって発生する可能性があります。この概念はオブジェクトの状態を反映します。欠陥とは、オブジェクトが確立された基準または要件に準拠していない個々のことです。欠陥は故障以外の状態を反映します。障害の定義によれば、操作性の中断を含むイベントとして、障害が発生する前にはオブジェクトは操作可能であったと想定されます。故障は、修復されていない損傷や傷などの欠陥の存在の結果である可能性があります。絶縁体の磨耗。小さな変形。

発生段階に基づいて、欠陥は 3 つのグループに分類できます。

1. 設計上の欠陥 (エラー)。これには以下が含まれる場合があります。

振動保護が不十分。

増加した電圧の存在。

材料の選択が間違っている。

予想される運用負荷レベルの誤った決定。

2. 製造上の欠陥（製造上の）。これらには次のものが含まれます。

加工欠陥。

はんだ付けの欠陥。

熱処理の欠陥。

組み立て上の欠陥。

3. 動作上の欠陥。これには以下が含まれる場合があります。

利用規約の違反。

不適切なメンテナンスと修理。

過負荷および予期しない負荷の存在。

低品質の作動材料の使用。

また、失敗の理由は次のとおりです。

1. 対象物の欠陥や不適切な設計によって引き起こされる構造上の欠陥。

2. 技術の不完全性または違反による物体の製造上のエラーに関連する生産障害。

3. 運用ルール違反による運用障害。

4. 排除の性質。

5. 継続的な失敗。

6. 断続的な障害 (表示/非表示)。

拒否の結果は次のとおりです。

1. 故障しやすい（簡単に取り外し可能）。

2. 中程度の障害 (隣接ノードの障害を引き起こさない - 二次障害)。

3. 重大な障害（二次的な障害を引き起こす、または人の生命や健康に脅威を与える）。

4. オブジェクトのさらなる使用:

5. 完全な障害。障害が解消されるまで施設の稼働の可能性は排除されます。

6. 部分的な障害。オブジェクトが部分的に使用できる場合。

修復不可能なオブジェクトの基本的な信頼性指標

回復不可能なオブジェクトは、障害の結果として回復できないオブジェクトです。

故障のない動作の確率は、動作制限時間内にオブジェクトの故障が発生しない確率です。実際には、この指標は統計的評価によって決定されます。

どこ N ああ- テストのために置かれた（管理下にある）類似のオブジェクトの数。テスト中に、障害が発生したオブジェクトは復元されず、保守可能なオブジェクトと置き換えられません。

n(t)- 時間の経過に伴う失敗したオブジェクトの数 t.

故障のない動作の確率の定義から、この特性は時間の関数であり、減少関数であり、1 から 0 までの値を取ることができることは明らかです。

オブジェクトが故障なく動作する確率のグラフ

グラフからわかるように、関数は P(t)時間の経過に伴う信頼性の変化を特徴づけており、かなり明確な評価です

P(t) + Q(t) = 1。 (2)

確率論の法則によれば、故障のない動作の確率は次の式で求められます。

どこ f(t)- 確率密度 (分布法則による)。

したがって、確率密度を知ると、 f(t)、目的の値を簡単に見つけることができます P(t)。

間の接続 P(t)、Q(t)、f(t)図 3 に示すように解釈できます。

故障のない動作の確率と故障の確率のグラフによる解釈

故障回復不能稼働時間トラブルフリー

平均故障時間は、オブジェクトが最初の故障に至るまでどのくらいの時間持続するかを数学的に期待したものです。 T 1 .

したがって、故障までの平均時間は、故障のない動作確率曲線によって形成される面積に等しくなります。 P(t)そして座標軸。

平均故障時間の統計的推定値は、次の式で求められます。

どこ N ああ- 操作可能な同じタイプの回復不可能なオブジェクトの数 t = 0(テストの開始時);

t j- 失敗まで実行 j- 番目のオブジェクト。

定義の場合と同様に、 P(t)故障までの平均時間は、時間 (年) だけでなく、サイクル、キロメートル、その他の単位でも評価できます。

故障率の統計的評価は次の形式になります。

どこ n( D と）- 間隔 D での同様のオブジェクトの失敗の数 t ?? 、故障率が決定されます。

N 結婚した. ?? - 間隔 D の途中にある操作オブジェクトの数 t ?? (図 4 を参照)。

決定のスキーム N 結婚した

N 私- 間隔 t?? の開始時の操作オブジェクトの数 ;

N ?? +1 - 間隔 D の終了時の操作オブジェクトの数 t ?? .

故障率を統計的に評価する場合、実験時間を十分に分割すれば、たくさんの等間隔D t長期間にわたって実験データを処理した結果は、図 5 に示すグラフになります。

物体の寿命曲線

ほとんどのオブジェクトの信頼性解析からの多数のデータが示すように、線形化された一般化依存性 l(t) は 3 つの特性区間 (I、II、III) を持つ複雑な曲線です。区間 II (t 2 - t 1) では、l = 定数です。この間隔は、施設の通常の運用に関連して 10 年を超える場合があります。間隔 I (t 1 - 0) は、要素の慣らし期間と呼ばれることがよくあります。この値は、内部欠陥のある要素が生産バッチから即座に除去される製造工場での要素の排除の組織レベルに応じて増減する可能性があります。この期間の故障率の大きさは、複雑なデバイスの回路の組み立ての品質、設置要件の遵守などに大きく依存します。負荷がかかった状態で組み立てられた回路を切り替えると、欠陥のある要素が急速に「焼き切れ」、しばらくすると回路には使用可能な要素だけが残ります t 1 、そしてそれらの動作は l = const に関連付けられます。区間 III (t > t 2) では、経年劣化、磨耗、腐食などの自然プロセスによって引き起こされる理由により、故障率が急激に増加し、劣化故障の数が増加します。 l = const を確実にするためには、修復不可能な要素を、保守可能な新しい要素、または時間 t にわたって機能する機能的な要素に置き換える必要があります。 t2。区間 l = const は、故障のない動作の確率分布の指数モデルに対応します。ここで、l = const を使用すると、信頼性の計算が大幅に簡略化され、l は要素の信頼性の初期指標として最もよく使用されることに注意してください。

ガンマパーセント故障までの時間は、オブジェクトの故障が確率 r で発生しない動作時間であり、パーセンテージで表されます。それ以外の場合、これは、このタイプのオブジェクトのガンマパーセントが持つ故障までの最小時間です。通常、r = 100% です。

結論

参考文献

2. 技術システムの信頼性。ボブロフ V.I. 教科書 - モスクワ: MSUP、2004

3. GOST 27.002-89「技術の信頼性。基本的な概念、用語、定義」

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